Краткая характеристика компрессоров

Общие положения и основные показатели работы

Компрессоры предназначены для обеспечения сжатым воздухом тор-

мозной сети поезда и пневматической сети вспомогательных аппаратов:

электропневматических контакторов, реверсоров, песочниц и др.

Применяемые на подвижном составе компрессоры классифицируются по

числу цилиндров (одно-, двухцилиндровые и т.д.); по расположению цилин-

дров (горизонтальные, вертикальные, V-и W-образные); по числу ступеней

сжатия (одно- и двухступенчатые); по типу привода (с приводом от электро-

двигателя или от двигателя внутреннего сгорания).

Вспомогательные компрессоры служат для наполнения сжатым возду-

хом пневматических магистралей, например, главного воздушного выключа-

теля, блокирования щитов высоковольтной камеры и токоприемника при от-

сутствии сжатого воздуха в главных резервуарах и резервуаре токоприемни-

ка после длительной стоянки электроподвижного состава в нерабочем со-

стоянии.

Компрессоры должны полностью обеспечивать потребность в сжатом

воздухе при максимальных расходах и утечках его в поезде. Во избежание

недопустимого нагрева режим работы компрессора устанавливается повтор-

но-кратковременным. При этом продолжительность включения (ПВ) ком-

прессора под нагрузкой допускается не более 50 %, а продолжительность

цикла до 10 мин.

Основные компрессоры, применяемые на подвижном составе, как пра-

вило, являются двухступенчатыми. Сжатие воздуха в них происходит после-

довательно в двух цилиндрах с промежуточным охлаждением между ступе-

нями. Работа такого компрессора поясняется рис. 1.

При первом ходе вниз поршня 1 (рис. 1, а) открывается всасывающий клапан

3, и в цилиндр 2 первой ступени поступает воздух из атмосферы Ат при по-

стоянном давлении. Линия всасывания АС (рис. 1, б) располагается ниже

штриховой линии атмосферного барометрического давления на значение по-

терь на преодоление сопротивления всасывающего клапана. При ходе пор-

шня 1 вверх всасывающий клапан 3 закрывается, объем рабочего простран-

ства цилиндра 2 уменьшается и воздух сжимается по линии CD до

1 — поршень; 2 — цилиндр первой ступени; 3 — всасывающий клапан; 4 —

холодильник; 5— нагнетательный клапан

Рисунок 1 - Схема двухступенчатого компрессора (а) и теоретическая инди-

каторная диаграмма его работы (б)

давления в холодильнике 4, после чего открывается нагнетательный клапан

5 и происходит выталкивание сжатого воздуха в холодильник по линии на-

гнетания DF с постоянным противодавлением.

В процессе последующего хода поршня 1 вниз происходит расширение

оставшегося во вредном пространстве (объем пространства над поршнем в

его верхнем положении) сжатого воздуха по линии FB до тех пор, пока дав-

ление в рабочей полости не понизится до определенного значения и всасы-

вающий клапан 3 откроется атмосферным давлением. Далее процесс повто-

ряется. На первой ступени воздух сжимается до давления 2,0...4,0 кгс/см2.

Аналогично работает вторая ступень компрессора со всасыванием воз-

духа из холодильника 4 по линии FE, сжатием по линии EG, нагнетанием в

главные резервуары по линии GH, расширением во вредном пространстве

цилиндра второй ступени по линии HF'. Заштрихованная площадь индика-

торной диаграммы характеризует уменьшение работы сжатия вследствие ох-

лаждения воздуха между ступенями.

Сжатие воздуха сопровождается выделением теплоты. В зависимости

от интенсивности охлаждения и количества теплоты, отбираемой от сжимае-

мого воздуха, линия сжатия может быть изотермой, когда отводится вся вы-

деляющаяся теплота и температура остается постоянной, адиабатой, когда

процесс сжатия идет без отвода теплоты, или политропой при частичном от-

воде выделяющейся теплоты. Адиабатический и изотермический процессы сжатия являются теореической идеализацией. Действительный процесс сжатия является политропным.

Основными показателями работы компрессора являются производительность (подача), объемный, изотермический и механический КПД.

Производительностью компрессора называется объем воздуха, нагнетаемый

компрессором в резервуар в единицу времени, замеренный на выходе из

компрессора, но пересчитанный на условия всасывания. Производительность

компрессора локомотива определяют по времени повышения давления в

главных резервуарах с 7,0 до 8,0 кгс/см2.

Объемный КПД характеризует уменьшение производительности компрессора под влиянием вредного пространства; он зависит от объема вредного пространства и давления. Двухступенчатое сжатие позволяет понизить температуру воздуха в конце сжатия, улучшить условия смазывания компрессора и уменьшить потребляемую компрессором мощность за счет работы, сэкономленной благодаря охлаждению воздуха в промежуточном холодильнике, а также повысить объемный КПД за счет уменьшения соотношения давлений нагнетания и всасывания.

Изотермический КПД позволяет оценить совершенство компрессора

Механический КПД компрессора учитывает потери на трение в самом ком-

прессоре и потери на привод вспомогательных механизмов — вентилятора и

масляного насоса.